Rust如何实现反射？

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Rust如何实现反射？

reflectionrust

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Rust有Any trait，但它也有一个“不为不必要的东西付费”的政策。Rust是如何实现反射的？

我猜测Rust使用了延迟标记技术。每个类型最初都没有分配，但是如果该类型的实例被传递给期望Any trait的函数时，该类型将被分配一个TypeId。

或者Rust在其实例可能被传递给该函数的每种类型上放置一个TypeId？我猜前者会比较昂贵。

- Xwtek

1个回答

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- DK. · Accepted Answer

首先，Rust没有反射; 反射意味着您可以在运行时获取有关类型的详细信息，例如字段，方法，接口实现等。在Rust中，你不能这样做。最接近的方法是显式实现(或派生)一个提供这些信息的trait。

每种类型在编译时都会分配一个TypeId。由于全局排序ID很难处理，ID是从类型定义以及包含它的crate的各种元数据组合得到的整数。换句话说，它们不是按任何顺序分配的，它们只是定义类型的各个位的哈希。

如果您查看Any trait的源代码, 您将看到Any的唯一实现。

impl<T: 'static + ?Sized > Any for T {
    fn get_type_id(&self) -> TypeId { TypeId::of::<T>() }
}

（这些范围可以“非正式地”缩小为“所有不是从其他地方借来的类型”。）

您还可以找到TypeId的定义：

pub struct TypeId {
    t: u64,
}

impl TypeId {
    pub const fn of<T: ?Sized + 'static>() -> TypeId {
        TypeId {
            t: unsafe { intrinsics::type_id::<T>() },
        }
    }
}

intrinsics::type_id是编译器识别的内部函数，给定一个类型，返回其内部类型ID。该调用只是在编译时被替换为字面整数类型ID；这里没有实际调用。[2]这就是TypeId如何知道一个类型的ID。然后，TypeId只是一个包装器，将此u64隐藏起来，以使用户看不到实现细节。如果您觉得概念上更简单，可以将类型的TypeId视为编译器在编译时就“知道”的常量64位整数。

Any从get_type_id转发到此，这意味着get_type_id实际上只是将特性方法绑定到适当的TypeId::of方法。它只是确保如果您有一个Any，则可以找到原始类型的TypeId。

现在，Any 已经为 大多数 类型实现了，但这并不意味着所有这些类型都 实际上拥有 一个在内存中漂浮的 Any 实现。实际发生的是，编译器只有在有人编写需要它的代码时才会生成类型的 Any 实现的实际代码 [3]。换句话说，如果您从未使用过给定类型的 Any 实现，则编译器将永远不会生成它。

这就是 Rust 如何实现“不为你不使用的东西付费”的方式：如果您从未将给定类型作为 &Any 或 Box<Any> 传递，那么相关的代码将永远不会生成，也不会占用编译后二进制文件中的任何空间。

[1]: 令人沮丧的是，这意味着类型的 TypeId 值可能会因编译库的方式不同而发生变化，以至于将其作为依赖项编译（而非独立构建）会导致 TypeId 发生改变。

[2]: 就我所知，如果我错了，我会非常惊讶。

[3]: 这通常适用于 Rust 中的泛型。